Un acoplador de guía transfiere energía entre trayectos RF para muestrear señales, repartirlas o combinarlas en condiciones definidas. No todo acoplador es una unión T ni un divisor igual de 3 dB. La función depende del esquema de puertos, amplitudes y fases.
Muestreo mediante orificios o ranuras
Un acoplador direccional puede conectar electromagnéticamente guías vecinas mediante aberturas en la pared. Las fases de sus contribuciones permiten responder de forma diferente a los dos sentidos de propagación.
Las separaciones dependen de los modos y la propagación. El cuarto de longitud de onda de un diseño concreto de dos orificios no es una distancia universal en espacio libre para todos los acopladores.
Un componente pasivo no crea potencia. Según estructura y terminaciones, la energía se reparte entre paso, puerto acoplado, reflexión y pérdidas.
Calcular el acoplamiento
Definamos como valor positivo C = 10 log10(Pentrada/Pacoplada). Con 20 dB, la fracción ideal es 1%: de 100 W se obtienen 1 W. Con 25 dB, es aproximadamente 0,316%, o 0,316 W de 100 W.
Sensor, diodo detector y atenuación posterior deben soportar estos niveles y sus picos. El acoplador solo no constituye un medidor de potencia completamente calibrado.
Un híbrido ideal de reparto igual entrega la mitad a cada salida: unos 3,01 dB de reducción por trayecto. Esto no es compatible con atribuir simultáneamente menos de 0,5 dB de reducción total a ambas salidas. Reparto y pérdida adicional son magnitudes separadas.
Aislamiento y directividad
Para entrada 1, paso 2, puerto acoplado 3 y aislado 4, sean C = −20 log10|S31| e I = −20 log10|S41|. En esta convención D = I−C. Un acoplamiento de 20 dB y aislamiento de 50 dB dan 30 dB de directividad.
El fabricante puede numerar de otra forma. Utiliza su correspondencia y termina los puertos no medidos como corresponda.
La directividad finita limita la separación de las ondas. No significa bloquear toda la potencia de retorno en el trayecto principal: un acoplador direccional recíproco no es un aislador.
Uso bidireccional
Al excitar en sentido contrario un cuatro-puertos apropiado, cambian los papeles de los puertos acoplado y aislado. Una terminación interna puede limitar las funciones accesibles.
Un acoplador direccional doble utiliza habitualmente dos estructuras orientadas en sentidos opuestos con sus propias terminaciones. Para medir avance y retorno importan circuito, calibración y adaptación de las ramas de medida.
Unión T, híbrido y Magic Tee
Estas estructuras tienen distintas relaciones de amplitud y fase. Un híbrido de 90° no es un Magic Tee con puertos suma y diferencia.
Un tres-puertos pasivo recíproco no puede ser simultáneamente sin pérdidas y perfectamente adaptado en todos sus puertos. La simple cantidad de conectores no demuestra aislamiento de salidas: revisa topología y cargas internas.
Combinar señales
Cuando se utiliza en sentido inverso una estructura adecuada, la distribución depende de frecuencia, fase y amplitud de las entradas. Parte de la potencia puede llegar a la carga de un puerto aislado.
La potencia admisible como divisor no autoriza automáticamente cualquier combinación de dos transmisores. Evalúa cada puerto, las terminaciones y el trayecto principal.
Funciones que no reemplaza
Un mezclador produce nuevas componentes a partir de RF y LO mediante no linealidad. Un acoplador pasivo lineal no es por sí solo un mezclador completo de 10 GHz, aunque puede entregar señales a un circuito mezclador.
Un acoplamiento inductivo de baja frecuencia y uno por orificios de guía tampoco son construcciones idénticas. No existe una banda común 18–220 GHz para todos los acopladores.
Seleccionar y comprobar
Define banda, modos, acoplamiento, variación con frecuencia, pérdida de paso, aislamiento y directividad. En híbridos añade balance de fase y amplitud.
Especifica potencia media y de pico, bridas y ambiente. La medida VNA de pequeño nivel necesita planos y terminaciones apropiados y no confirma todos los límites térmicos.
Consulta acopladores direccionales y Magic Tee. El muestreo en un alimentador de antena es una aplicación: confirma primero la función con el esquema completo de puertos.
